10/15/2014

UNIVERSITY OF TECHNICAL
EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)

FEEE

CH

NG VII

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

BÀII GI NG AN TOÀN
BÀ
TOÀN I N

B O V CH NG SÉT

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quy n Huy Ánh
PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

FEEE

M C TIÊU

Ensuring Enhanced Education

N I DUNG

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

feee.hcmute.edu.vn/feee/

 N i dung bài h c g m các ph n :
 Sau khi h c xong ch ng này
ng i h c có kh n ng :













 Nêu đ c nguyên nhân x y ra sét,

các thông s và tác h i c a sét
 Phân tích đ c k thu t và thi t b
hi n đ i ch ng sét đánh tr c ti p,
sét lan truy n trên đ ng ngu n và
đ ng tín hi u
 Có th thi t k h th ng ch ng sét

tv nđ
T ng quan v sét
Phân lo i công trình c n b o v
Gi i pháp ch ng sét toàn di n 6 đi m
K thu t thu sét t i đi m đ nh tr c
D n sét xu ng đ t an toàn
T n nhanh n ng l ng sét vào đ t
ng th các h th ng n i đ t
K thu t ch ng sét lan truy n trên đ ng ngu n
K thu t ch ng sét lan truy n trên đ ng tín hi u
Ví d áp d ng

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

TV N

Ensuring Enhanced Education

PGS..TS

PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

feee.hcmute.edu.vn/feee/

 N c ta thu c khu v c nhi t đ i
m, thu n l i cho vi c phát sinh và
phát tri n dông sét.
 Thi t h i do sét gây ra r t l n, nh
h ng đ n nhi u ho t đ ng kinh t ,
xã h i và tính m ng con ng i
 Vì v y vi c đ ra các gi i pháp
phòng ch ng sét và l a ch n các
thi t b ch ng sét phù h p mang
tính c p thi t.

S

HÌNH THÀNH DÔNG VÀ SÉT

 Dông th ng x y ra vào mùa h ,
đ c tr ng là nh ng đám mây dông

có đ dày 10÷16km , tích n c và
t o chênh l ch đi n áp c c m nh
 B n ch t : là s phóng đi n gi a
các đám mây (ch p) hay s phóng
đi n gi a các đám mây và m t đ t
(sét) kèm theo m a l n và gió
m nh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

1


10/15/2014

FEEE

FEEE

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/


S

HÌNH THÀNH DƠNG VÀ SÉT

 Do s đ t nóng c a m t tr i
hay s g p nhau gi a khơng
khí nóng m v i khơng khí
l nh, nh ng lu ng khơng khí
kh ng l b c lên


T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/



km
+ + -300 C ++

12

-200 C +

10

-100 C


8

t đ c đ cao nh t đ nh
(vùng to âm) lu ng khơng khí
này s l nh đi, h i n c
ng ng t thành nh ng gi t li
ti hay tinh th b ng tuy t và
t o thành các đám mây dơng

6

00C

4

+100C

2

+250C

Sự phân bố điện tích trong một đám
mây dông

S

HÌNH THÀNH DƠNG VÀ SÉT

i n tích d ng và âm

b các lu ng khơng khí
mãnh li t làm tách r i
nhau v i 80÷90 % ph n
d i đám mây dơng là
đi n tích âm c m ng
đi n tích d ng trên m t
đ t, t o nên 1 t đi n
khơng khí kh ng l

 Hi u ng m i nh n n i
càng cao (mái nhà, ng n
cây…) s t p trung nhi u
đi n tích d ng

S

phân b đi n tích gi a đám
mây dơng và m t đ t

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE


T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

S

feee.hcmute.edu.vn/feee/

HÌNH THÀNH DƠNG VÀ SÉT

 S chênh l ch đi n th n u
đ l n s đánh th ng l p
cách đi n khơng khí, t o nên
hi n t ng phóng đi n gi a
đám mây dơng và đ t
 Sét th c ch t là m t d ng
phóng tia l a đi n trong
khơng khí v i kho ng cách
r t xa 3÷5 km và chi u dài
đó ph n l n phát tri n trong
đám mây dơng

CÁC GIAI O N PHÁT TRI N C A PHĨNG I N SÉT


 Giai đo n phóng tia tiên đ o
 Là dòng plasma v i m t đ đi n tích
= 1013 ÷ 1014 ion/m3 phóng theo t ng
đ t v i v n t c trung bình 105 ÷106 m/s
 M i đ t phóng kéo dài 1µs và ng ng t
30 ÷ 90µs
µ


S

phát tri n c a phóng đi n sét
trong đám mây

ng đi c a tia tiên đ o trong giai
đo n này :
• Khơng ph thu c vào tình tr ng m t
đ t và các v t trên m t đ t,
• G n nh h ng th ng v phía m t
đ t
Giai đo n phóng tia
tiên đ o

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE


FEEE

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

CÁC GIAI O N PHÁT TRI N C A PHĨNG I N SÉT

 Giai đo n hình thành khu v c ion hóa
 D i tác d ng c a đi n tr ng c a mây
dơng và kênh tiên đ o s có s t p trung
đi n tích trái d u trên vùng m t đ t d i
đám mây dơng
 Ch khi cách đ t m t đ cao nh t đ nh,
kê h tiên
kênh
tiê đ o s phát
hát tri
t i n theo
th

h ng
đi n tr ng l n nh t

nh ng n i cao (đi n tích trái d u t p
trung nhi u) s xu t hi n dòng tiên đ o
phát tri n h ng lên đám mây giơng
 C ng đ đi n tr ng gi a kênh tiên
đ o và m t đ t hay gi a hai kênh tiên
đ o ng c chi u t ng cao, gây nên s
ion hóa mãnh li t

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÁC GIAI O N PHÁT TRI N C A PHĨNG I N SÉT

 Giai đo n phóng đi n ch y u

t
Giai đo n ion hóa
mãnh li t

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

 S ion hóa mãnh li t d n đ n s hình
thành m t dòng plasma có m t đ đi n
tích
= 1016 ÷ 1019 ion/m3 và đi n d n
t ng cao

 T c đ phát tri n c a kênh phóng
ng c r t cao 0,5.10
0 5 107 ÷ 1,5.10
1 5 108
 M t đ đi n tích cao đ t nóng mãnh li t
nên tia phóng đi n ch y u, sáng chói
(ch p)
 S dãn n đ t ng t c a khơng khí bao
quanh phóng đi n ch y u t o nên
nh ng đ t sóng âm mãnh li t gây nên
nh ng ti ng n chát chúa (s m)

Giai đo n phóng đi n
ch y u

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

2


10/15/2014

FEEE

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education


feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÁC GIAI O N PHÁT TRI N C A PHĨNG I N SÉT

 Giai đo n phóng đi n ch
thúc

T NG QUAN V SÉT
CÁC GIAI O N PHÁT TRI N C A PHĨNG I N SÉT

 Phóng đi n sét th ng x y ra nhi u l n, k ti p nhau, trung
bình là 3 l n
 Các l n phóng đi n sau tia tiên đ o :

y u k t

 Giá tr l n nh t khi kênh phóng đi n ch
y u lên đ n đám mây dơng :
is = .V
• V : v n t c c a phóng
hó đi n
• : m t đ đi n tích
 Khi kênh
dơng, s
phóng đi
đi n có tr

FEEE
Ensuring Enhanced Education


feee.hcmute.edu.vn/feee/

 Phát tri n liên t c
 Khơng phân nhánh
 Theo qu đ o lúc đ u v i t c đ cao h n

 Có th gi i thích nh sau :
 Trong đám mây dơng có nhi u trung tâm đi n tích khác nhau. Hi u
đi n th gi a trung tâm đi n tích đã phóng v i các trung tâm đi n
tích lân c n và s kh ion ch a hòn tồn là ngun nhân gây ra s
phóng đi n liên t c theo qu đ o c v i t c đ cao h n

phóng đi n lên đ n đám mây
đi n tích còn l i s theo kênh
n ch y xu ng đ t t o nên dòng
s n đ nh
Phóng đi n ch y u
k t thúc

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/


PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

CÁC THƠNG S

CH

Y U C A SÉT

 Dòng sét có d ng m t sóng xung
 Các tham s c a sét :

feee.hcmute.edu.vn/feee/

BIÊN

DỊNG SÉT VÀ XÁC SU T XU T HI N

 Th c t dòng sét th ng có
tr s 30kA, dòng 50 ÷ 100kA
có th có nh ng ít
 Dòng > 100kA ít x y ra và

hi m có

đo biên đ sét dùng thi t
b ghi t
 Xác su t xu t hi n sét (VI) có
biên đ ≥ Is :

 Biên đ sét (≤ 200 ÷ 300kA )
 Th i gian đ u sóng :
• 1 ÷ 100µs Tia tiên đ o đ u tiên
• 5 ÷ 50µs Tia sét l p l i
 Th i gian đi sóng:
• 20 ÷ 350µs Tia tiên đ o đ u tiên
• 5 ÷ 50µs Tia sét l p l i
 T c đ t ng áp dV/dt đ t t i 12kV/µs
 C c tính dòng đi n sét

D ng sóng dòng đi n sét

 T c đ t ng dòng di/dt có th đ t t i 70kA/µs đ i v i tia tiên đ o đ u
tiên và v t q 200kA/µs v i các tia ti p theo

VI (%)
80
Vùng đồng bằng
60

FEEE

T NG QUAN V SÉT


Ensuring Enhanced Education

Vùng núi cao

40
2

20

Is (kA)

0
0

 Vùng đ ng b ng VI = 10-Is/60
 Vùng núi cao
VI = 10-Is/30

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

feee.hcmute.edu.vn/feee/

1

20
40
60

80
90
100
Đường cong xác suất biên độ dòng điện
sét

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

T NG QUAN V SÉT

Ensuring Enhanced Education

C

NG

HO T

NG C A SÉT

c xác đ nh b ng s ngày
dơng trong m t n m và m t đ
sét t i khu v c
 Ngày dơng là ngày quan tr c
viên nghe đ c ti ng s m
 M t đ sét

ét là s l n sét
ét đánh
đá h
trên m t km2/n m
 M t đ sét :

feee.hcmute.edu.vn/feee/

C C TÍNH VÀ TÁC H I C A SÉT

 Sét mang đi n c c âm xu t hi n
nhi u h n và chi m kho ng
80 ÷ 90% tồn b s l n phóng
đi n sét
 Tác h i :



 Gây cháy,
cháy n h h i cơng trình
 Phá h y thi t b , các ph ng ti n
thơng tin liên l c
 Gây nhi u lo n ng ng v n hành h
th ng
 M t d li u hay h d li u
 Ng ng các d ch v , gây t n th t
kinh t và các t n th t khác
 Gây ch t ng i

Nd = (0,1 ÷ 0,15)Td

 Td : s ngày dơng trong n m

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

3


10/15/2014

FEEE

FEEE

PHÂN LO I CƠNG TRÌNH C N B O V

Ensuring Enhanced Education

PHÂN LO I CƠNG TRÌNH C N B O V

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

THEO TIÊU CHU N 20TCN46-84


 Cơng trình b o v chia làm 3 c p :

feee.hcmute.edu.vn/feee/

THEO TIÊU CHU N CH NG SÉT NFPA 780

 Cơng trình b o v chia làm 2 c p :

 C p I : cơng trinh trong đi u ki n làm
vi c bình th ng d x y ra cháy, n gây
phá ho i l n, làm ch t ng i
 C p II : cơng trình d x y ra cháy, n
n u làm sai qui t c, khi n ch gây ra các
h h ng nh
h khơng
khơ làm
là ch
h t ng i
 C p III : các cơng trình còn l i

 C pI
: cơng trình có chi u cao
khơng v t q 23m
 C p II
: cơng trình có chi u cao
v t q 23m

PGS..TS
PGS

TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

PHÂN LO I CƠNG TRÌNH C N B O V

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

THEO TIÊU CHU N CH NG SÉT NZS/AS 1786-1991

 M c đ cơng trình b o v ph thu c m c r i ro






PHÂN LO I CƠNG TRÌNH C N B O V

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/


THEO TIÊU CHU N CH NG SÉT NZS/AS 1786-1991

 Cơng trình chia làm 4 c p, tùy thu c vào : kích th c, lo i
cơng trình, mơi tr ng xung quanh, lo i v t li u trong cơng
trình, m t đ sét, s ng i làm vi c trong cơng trình

R = A+B+C+D+E
A : tính ch t cơng trình (d cháy n ,nhà …)
B : v t li u kích th c cơng trình
C : chi u cao cơng trình
D : đ cao cơng trình so v i m t n c bi n
E : s ngày dơng trong m t n m






C
C
C
C

p 1+ : Bi n pháp b sung
p 1 : t ng ng v i dòng xung đ nh 2,8kA
p 2 : t ng ng v i dòng xung đ nh 9,5kA
9 5kA
p 3 : t ng ng v i dòng xung đ nh 14,7kA


 Theo R cơng trình chia làm 5 c p :






Khơng c n b o v
C nb ov
B o v m c trung bình
B o v m c cao
B o v m c r t cao
PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

GI I PHÁP CH NG SÉT TỒN DI N 6 I M

Ensuring Enhanced Education

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

GI I PHÁP CH NG SÉT TỒN DI N 6 I M


Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

feee.hcmute.edu.vn/feee/



1. Thu bắt sét tại điểm đònh trước
2. Dẫn sét xuống đất an toàn
3. Tản nhanh năng lượng sét vào đất
4. Đẳng thế các hệ thống đất
5. Chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn
6. Chống sét lan truyền trên đường tín hiệu



TEC





THU B T SÉT T I

 Xây d ng m t đi m
chu n đ
sét đánh
xu ng nh m ki m sốt
đ ng d n sét đánh

xu ng
 i m chu n th ng là
đi m cao nh t trong khu
v c
 i m chu n th ng
dùng đ u kim Franklin
hay ESE

I M

NH TR

C

1

1




PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

4



10/15/2014

FEEE

GI I PHÁP CH NG SÉT TOÀN DI N 6 I M

Ensuring Enhanced Education

FEEE

GI I PHÁP CH NG SÉT TOÀN DI N 6 I M

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

D N SÉT AN TOÀN XU NG

 Không gây hi u ng phóng đi n th
cho các thi t b trong vùng b o v
 Dây d n sét :

feee.hcmute.edu.vn/feee/

T

c p hay nhi u đi n t


 Cáp đ ng tr n ≥ 50 mm2
 Cáp thoát sét nhi u l p

T N NHANH N NG L

NG SÉT VÀO

T

 H th ng n i đ t ph i
t t
 T ng tr n i đ t c a h
th ng < 10

2

3

3
3
2

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

GI I PHÁP CH NG SÉT TOÀN DI N 6 I M


Ensuring Enhanced Education

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

GI I PHÁP CH NG SÉT TOÀN DI N 6 I M

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

NG TH CÁC H TH NG N I

T

 Nh m t o m t m t ph ng đ ng th .
 Tránh hi n t ng phóng đi n ng c trong quá trình t n sét

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CH NG SÉT LAN TRUY N TRÊN

 C t gi m biên đ và
l c dòng sét trên
đ ng c p ngu n
b ng cách l p đ t các
thi t b c t và l c sét

đi m d n vào tòa
nhà

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

GI I PHÁP CH NG SÉT TOÀN DI N 6 I M

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

NG NGU N

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C


Ensuring Enhanced Education

CH NG SÉT LAN TRUY N TRÊN

NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/

KIM FRANKLIN

 Là m t kim nh n, dài 2 ÷ 3m đ t trên m t thanh kim lo i đ
thu hút sét và chuy n n ng l ng xu ng đ t
 Vi c thu hút sét d a trên hi u ng m i nh n
 Vùng b o v xác đ nh theo :

 B o v các thi t b
đi n t nh y c m khi
sét lan truy n trên dây
d n tín hi u c a các
h th ng thông tin liên
l c
(đi n
tho i,i
internet, đo l ng t
xa…)

 Ph
 Ph
 Ph


PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

ng pháp hình nón
ng pháp qu c u l n
ng pháp l i b o v

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

5


10/15/2014

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

FEEE

C


Ensuring Enhanced Education

 Tr

feee.hcmute.edu.vn/feee/

KIM FRANKLIN

 Tr

ng h p m t kim

hx 

rx

h 

rx  1,5h  1- x  p
 0,8h 
 hx
rx  0,75h  1
1 h

2
h
3

I M


NH TR

C

• Ph m vi b o v :

hx

h

0,2h

ha
0,8h

h
hx

2b x  4rx


p


 h : chi u cao kim (m)
 hx : chi u cao công trình (m)
 P : h s hi u ch nh theo h
• p=1
khi h ≤ 30m
• p = 5,5/ h

khi 30m
KIM FRANKLIN

ng h p có hai kim

 Hai kim có đ cao nh nhau :

 Bán kính b o v rx c a kim Franklin :

2
hx  h
3

K THU T THU SÉT T I

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

7h a -a
14h a -a

0,75h
1,5h

2bx

• ha: chi u cao hi u d ng
c a c t thu sét (m)

• bx : b ngang h p nh t
c a ph m vi b o v (m)

rx

a

0,75h
1,5h

• a : kho ng cách gi a 2
c t thu sét (m)

Ph m vi b o v hai c t thu sét

Ph m vi b o v c a c t thu sét

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

PGS..TS

PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

C

Ensuring Enhanced Education

 Tr

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

feee.hcmute.edu.vn/feee/

KIM FRANKLIN

 Tr

ng h p có hai kim

 Hai kim có đ cao khác nhau :
• V c t th nh t
• D ng c t gi t ng
• Xác đ nh ph m vi b o v gi a c t th hai và c t gi t

KIM FRANKLIN
r

ng h p có nhi u kim

r xx

 Ph m vi b o v xác đ nh gi a t ng
đôi c t
 D : đ ng kính vòng tròn ngo i ti p
 T t c các thi t b n m trong di n tích
hình tam giác hay ch nh t đ u đ c
b o v n u D ≤ 8p(h - hx)
 p : h s hi u ch nh theo h
• p=1
khi h ≤ 30m

ng

r

r o xox

D

D

rx

3c t

D
r ox

30
• p=
h

r2x

khi 30m < h < 60m
4c t

r1x

Vùng b o v c a nhi u c t
có cùng đ cao

Ph m vi b o v c a hai c t thu sét có đ cao khác nhau

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

Ensuring Enhanced Education

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

C

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

feee.hcmute.edu.vn/feee/

DÂY CH NG SÉT

 B o v đ ng dây truy n t i
trên không
 Treo dây trên toàn b tuy n
 Ph m vi b o v c a m t dây
ch ng sét :

DÂY CH NG SÉT

 Ph m vi b o v c a hai dây ch ng sét :
 M i đi m n m gi a hai dây ch ng sét đ u đ c b o v
 N u s < 4h thì có th b o v nh ng đi m cao t i : h0 = h - s/4
hx

 h : chi u cao c a dây (m)
 hx : chi u cao dây t i đi n (m)

hx 

2
h
3

hx 

2
h

3

 h
b x  0,6h  1- x
 h


p


h 

rx  1,2h  1- x  p
 0,8h 

2bx

Ph m vi b o v c a m t
dây ch ng sét

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

Ph m vi b o v c a hai dây ch ng sét

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

6


10/15/2014

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

FEEE

C

Ensuring Enhanced Education

K THU T THU SÉT T I

feee.hcmute.edu.vn/feee/

DÂY CH NG SÉT



treo trung bình > 2/3h
nên ch c n xác đ nh đúng
góc b o v


: góc t o b i đ ng th ng
n i dây ch ng sét v i dây
d n và đ ng th ng góc v i
m t đ t qua đi m treo dây
ch ng sét
 20o ≤ ≤ 25o

Ph m vi b o v c a dây ch ng sét

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

C

Ensuring Enhanced Education

K THU T THU SÉT T I

KIM PHÓNG I N S M

C

KIM PHÓNG I N S M

Kim Interceptor

Kim Saint-Elmo

Kim Ioniflash

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

Kim Dynasphere

Kim Prevectron

Kim EF

Kim EC-SAT

Kim Satelit

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

C

Ensuring Enhanced Education

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

KIM PHÓNG I N S M

 Xác đ nh bán kính b o v theo NFC 17-102

feee.hcmute.edu.vn/feee/

KIM PHÓNG I N S M

 Xác đ nh bán kính b o v theo NFC 17-102
Rp  h(2.D-h)+ L(2D+ L)

Rp  h(2.D-h)+ L(2D+ L)








NH TR

 M t s kim phóng đi n

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

I M

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

 ESE (Early Streamer Emission) t o
ra các tia phóng đi n đi lên s m h n
b t kì đi m nào trong khu v c b o v
 Các hãng ch t o kim ESE : Erico
Lightning Technologies (Dynasphere,
Interceptor); Indelec (Prevectron),
(Prevectron)
Franklin Fance (Saint-Elmo), Duval
Messien (Satelit)…

feee.hcmute.edu.vn/feee/

C

L NG FARADAY

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

NH TR

 M t l i kim lo i đ c n i
đ t bao quanh công trình
t o thành màng che ch n
t nh đi n cho công trình
 Kho ng cách l i trên mái
nhà ≤ 6m và c 30m ph i
có dây d n xu ng
 Ô đan càng nh càng t t
 S d ng k t h p kim Franklin giúp dãn r ng các ô đan và
b o v hi u qu h n
 Không b o v phía trong công trình ch ng các xung do các
cú sét nh và xung đi n t phát sinh sau đó

 Ph m vi b o v c a dây
ch ng sét th c t :

feee.hcmute.edu.vn/feee/

I M

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

Rp : bán kính b o v (m)
h : chi u cao đ t kim ESE so v i m t ph ng b o v
D = 10.I2/3 kho ng
g cách p
phóng
g đi n ((m))
I : biên đ dòng sét c c đ i
L = V. T : đ l i kho ng cách (m)
V: t c đ phát tri n tia tiên đ o đi lên (1,1m/us)

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh







Rp : bán kính b o v (m)

h : chi u cao đ t kim ESE so v i m t ph ng b o v
D = 10.I2/3 : kho ng
g cách p
phóng
g đi n ((m))
L = V. T : đ l i kho ng cách (m)
I : biên đ dòng sét c c đ i t ng ng v i m c b o v yêu c u
M cb ov

I (kA)

Xác su t xu t hi n dòng sét có biên đ
v t quá giá tr I (%)

R t cao

3

Cao

6

99
98

Trung bình

10

93

Tiêu chu n

15

85

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

7


10/15/2014

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

KIM PHÓNG I N S M

 Xác đ nh bán kính b o v theo NFPA 781 - F93 - TCD
Rp
 Rp
 h
 L
 D

FEEE

K THU T THU SÉT T I

C

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

K THU T THU SÉT T I

I M

ng pháp khác

 Tra b ng d a vào các thông s : lo i đ u kim ESE, chi u cao công
trình, chi u cao c t đ , m c b o v yêu c u…
 D a vào các ph n m m tính toán ch ng sét
• Ph n m m BENJI PROCALC c a hãng ERICO Inc :
– Là ph n m m s d ng ph bi n trong th c t

– H tr vi c tính toán thi t k b o v ch ng sét nhanh chóng
và d dàng
– Xác đ nh bán kính h p thu c a kim thu sét Dynasphere
– Các thông s và các hình chi u c a toàn c u trúc
– Ch tính toán b o v ch ng sét m t cách g n đúng
– Áp d ng cho các c u trúc có hình d ng ch nh t hay hình
vuông.

  2D 
L  2D
L 
-1 +
+
 h 
 
  h  h  h
h



• D = 60m đ i v i m c 1 (I = 15kA)
• D = 45m đ i v i m c 2 (I = 10kA)
• D = 20m đ i v i m c 3 (I = 6kA)

FEEE

NH TR

KIM PHÓNG I N S M

 Xác đ nh bán kính b o v b ng các ph

: bán kính b o v (m)
: chi u cao đ t kim ESE so v i m t p
ph ng
gb ov
: đ l i kho ng cách (m), tùy thu c lo i đ u kim
: kho ng cách phóng đi n (m), tùy thu c m c b o v

NH TR

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

I M

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

KIM PHÓNG I N S M

 M t s giao di n c a ph n m m BENJI PROCALC

KIM PHÓNG I N S M

 Nguyên lý làm vi c c a kim DYNASPHERE :
 DYNASPHERE là m t kim Franklin c i ti n v i v kim hình bán c u.
 V kim bán c u này s ghép đi n dung v i tr ng đi n c a tia tiên
đ o sét đi xu ng.
 Giai đo n dông t nh :

• Tr ng
g đi n t thayy đ i ch m,
biên đ kho ng 5 ÷ 15kV/m
• Do qu c u n i đ t qua ph n t
có t ng tr cao và d ng hình
h c c a b m t qu c u nên
hi n t ng v ng quang đ c

c c ti u hóa ng n ch n s phát
sinh các đi n tích trong không
gian
PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

Giai đo n đi n tr

ng t nh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

C

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

KIM PHÓNG I N S M

 Nguyên lý làm vi c c a kim DYNASPHERE :
 Giai đo n đi n tr ng đ ng :
• i n th qu c u t ng và khi
đi n th đ l n s xu t hi n h
quang m i trong khe h gi a
qu c u và c c n i đ t
• Tia
Ti h quang có
ó hai
h i tác
tá d ng :
– T o m t s l ng l n
electron c n thi t đ kh i
t o tia tiên đ o đi lên.
–

m b o tia tiên đ o đi lên
n đ nh

KIM PHÓNG I N S M

 Nguyên lý làm vi c c a kim DYNASPHERE :
 Giai đo n phóng tia tiên đ o :
• C n đi n tr ng 300÷500kV/m
đ i v i tia tiên đ o d ng và
1MV/m đ i v i tia tiên đ o âm
đi lên đ kh i đ u và phát tri n
tia tiên đ o n đ nh
• Th i đi m phóng tia tiên đ o
ng c là s m nh t so v i các
đi m khác trong vùng b o v

Giai đo n đi n tr

ng t nh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

Giai đo n phóng tia tiên đ o

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

8


10/15/2014

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

FEEE

C

Ensuring Enhanced Education

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

feee.hcmute.edu.vn/feee/

KIM PHÓNG X

 C ng là kim thu sét phóng đi n s m nh ng s d ng ngu n
n ng l ng phóng x nh m t o ra tia tiên đ o sét đi lên
 Các hãng ch t o :

K THU T GI I TR

SÉT DAS

 Nguyên lý d a trên c s phóng đi n đi m
 Nguyên lý ho t đ ng :
 B t p trung đi n tích trong đ t s t p trung các đi n tích c m ng
sinh ra trên m t khi mây dông xu t hi n trên công trình
 Dây d n đi n tích đ a các đi n tích lên b t o ion đ t trên đ i t ng
b ov .
 B t o ion t o ra các ion và b c x ra xung quanh đ i t ng t o m t
kho ng không đi n tích t nhiên đ trung hòa đi n tích đám mây
dông

 Lightning Prevertor of America v i kim Prevertor
 Helita SA v i kim Pulsar
 …

 Th c t h th ng DAS ch a đ

c công nh n :

 i n tích có th b gió th i bay khi ra kh i ngu n
 Hi u qu c a thi t b phát tán đi n tích th p
Các lo i kim phóng x

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

K THU T GI I TR

feee.hcmute.edu.vn/feee/

SÉT DAS

K THU T GI I TR

SÉT DAS

 M t s d ng đ u phân tán sét :

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

C

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

TT

DAS

K THU T THU SÉT T I

I M

NH TR

C

Ensuring Enhanced Education

SO SÁNH CÁC TÍNH N NG K THU T C A CÁC

K THU T CH NG SÉT
Kim Franklin

Kim ESE
Phóng s m tia
tiên đ o đi lên

feee.hcmute.edu.vn/feee/

SO SÁNH CÁC TÍNH N NG K THU T C A CÁC
K THU T CH NG SÉT

Kim phóng x

TT

Phóng s m tia
tiên đ o đi lên

6

t h n các h
th ng khác

t khi b o v
nhi u tòa nhà

T

7

Không yêu c u
đ c bi t cho cáp
thoát sét

Không an toàn,
s d ng nhi u
cáp đ ng tr n

Không an toàn,
s d ng nhi u
cáp đ ng tr n

8

Hi u qu cao cho
công trình cao
300m so v i m c
n c bi n

Không tính đ n Không tính đ n Không tính đ n
đ cao so v i
đ cao so v i
đ cao so v i
m c n c bi n m c n c bi n m c n c bi n

9

Rđ < 10

Rđ < 10

1

Phát tán ion
d ng

Thu sét th
đ ng

2

Dùng nhi u kim

Dùng nhi u kim Dùng m t kim

3

Không an toàn
Ch b o v
cho vùng lân c n công trình

Có th b o v
vùng lân c n

Có th b o v
vùng lân c n

4

Làm x u công
trình

Làm x u công
trình

m b o th m
m công trình

m b o th m
m công trình

5

Ch a ki m
nghi m th c t

Công ngh c

Công ngh
phóng đi n s m

Công ngh
phóng đi n s m

Dùng m t kim

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

DAS

Kim Franklin

Kim ESE
ng đ i đ t

Rđ < 10

Kim phóng x
T

ng đ i đ t

Không an toàn,
s d ng nhi u
cáp đ ng tr n

Rđ < 10

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

9


10/15/2014

FEEE

D N SÉT XU NG

FEEE

T AN TOÀN

Ensuring Enhanced Education



CÁP

feee.hcmute.edu.vn/feee/

NG TR N

T AN TOÀN

CÁP THOÁT SÉT CH NG NHI U ERICORE

 Dùng cáp đ ng tr n d n sét đánh
các tháp anten vi n thông, phát
thanh, truy n hình …th ng g p
hi n t ng:

m b o các yêu c u :


D N SÉT XU NG

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

t ngoài công trình

 Ti t di n ≥ 50mm2
 Dùng hai dây d n sét n u công
trình cao ≥ 28m
 Không đi chung dây đi n l c
 Bán kính đo n u n cong > 20 cm
 C đ nh ch c ch n (3 k p m i m)
 B c v v t li u ch u nhi t khi dây
cách đ t 2m

ng sét đánh t t ngang

 Hi n t

 Hi n t ng c m ng đi n t tr ng
gây r i lo n ho t đ ng hay h h ng
các thi t b nh y c m

 Dùng cáp Ericore s lo i tr
đ c các hi n t ng trên
D n sét b ng cáp đ ng tr n

PGS..TS

PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

D N SÉT XU NG

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

T AN TOÀN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

D N SÉT XU NG

T AN TOÀN

Ensuring Enhanced Education

CÁP THOÁT SÉT CH NG NHI U ERICORE

C ut o:

feee.hcmute.edu.vn/feee/


 L p lõi plastic t ng đ b n c

c tính

 L p lõi đ ng S =55 mm2 d n đi n t t
do lo i b đ c hi u ng m t ngoài
 L p bán d n gi m c
tr ng trên b m t

ng đ

CÁP THOÁT SÉT CH NG NHI U ERICORE

c tính :

đi n

 L p cách đi n, cách đi n l p v b o
v và lõi đ ng
 L p v đông (ti p đ t) tránh hi n
t ng c m ng đi n t

T ng tr đ c tính (

Cáp Ericore

ng tr n

)

4,5

172

i n kháng

( nH/m )

22

0,096

i n dung

( pF/m )

1100

32 4
32,4

i n tr

( m /m )

0,5

0,4

( mm )

36

-

( kg/m )

1,8

-

200

-

50

50

ng kính
Tr ng l

ng

Kh n ng ch u quá áp

( kV )

Ti t di n m t c t ngang ( mm2 )
Cáp thoát sét Ericore

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

D N SÉT XU NG

T AN TOÀN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/



PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

CÁP THOÁT SÉT CH NG NHI U ERICORE

feee.hcmute.edu.vn/feee/

T N NHANH N NG L
T

NG SÉT VÀO

YÊU C U CHUNG C A H TH NG N I

T

 T n nhanh và an toàn

u đi m c a cáp Ericore
 Không gây hi n t ng sét đánh
t t ngang khi t i sét

 T n an toàn xung quá áp và
xung đ t bi n do sét lan
truy n

 Có th đi g n thi t b đi n t nh y
c m,
m dây đi n l c…
c

 B o v an toàn cho ng
và thi t b

 Th ng dùng 1 cáp thoát sét cho
1 công trình

 Duy trì ch c n ng v n hành
c a h th ng
 Tin c y, tu i th cao, h n
ch b o trì

 T n dòng sét hi u qu , an toàn

 D l p đ t, ít b o trì

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

i

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

10


10/15/2014

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

T N NHANH N NG L

T
T NG TR

N I

NG SÉT VÀO

T VÀ CÁC YÊU C U

 HTN ph i đ m b o c c ti u hóa đ
xúc khi sét đánh
 T ng tr n i đ t nh và ít dao đ ng :

T N NHANH N NG L
T

FEEE
Ensuring Enhanced Education

cUb

c và U ti p

feee.hcmute.edu.vn/feee/

T NG TR

N I

 Yêu c u thi công HTND :

i n tr

 i n tr n i đ t đ nh (Rnđ < 10 )
 B m t ti p xúc l n (t ng C c a HTND)
 H n ch s n mòn hóa h c hay đi n phân
 Không l p đ t HTN g n các cáp ng m truy n t i đi n

su t c a đ t
( m)

n tr

FEEE

XUNG 

H S

5

10

20

40

100

0,85 ÷ 0,90

0,75 ÷ 0,86

0,60 ÷ 0,75

0,50 ÷ 0,60

500

0,60 ÷ 0,70

0,50 ÷ 0,60

0,35 ÷ 0,45

0,25 ÷ 0,30

1000

0,45 ÷ 0,55

0,35 ÷ 0,45

0,25 ÷ 0,30

-

FEEE

su t c a đ t Chi u dài dây n i đ t

( m)
(m)

500

1000

NG TH CÁC H TH NG N I

n tr
C

c xung sét 3 – 6ms
ng đ dòng đi n qua
c c n i đ t (kA)

10

20

40

5

0,75

0,65

0,4

20

1,15

1,05

0,95

5

0,55

0,45

0,30

50

1,00

0,90

0,80

10

0,55

0,45

0,35

60

1,15

1,10

0,95

 Tình tr ng có nhi u h th ng n i đ t  s chênh l ch đi n
th  nguy hi m cho thi t b đi n t và ng i.
 C n ph i liên k t các HTN thành
m t m t đ ng th (cáp đ ng tr n
>50mm2 hay PEC).
PEC)
 Thi t b cân b ng th
PEC
(Potential Earth Clamp) h m ch
khi V<350V và n i t t khi V>350V.

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

T

feee.hcmute.edu.vn/feee/

H s xung c a dây n i n m ngang, v i s

100

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

i n tr

c xung
g sét 3 – 6ms

ng đ dòng đi n qua c c n i đ t (kA)

C

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

Ensuring Enhanced Education

T VÀ CÁC YÊU C U

 Giá tr đi n tr n i đ t c a h th ng ch ng sét là giá tr đi n
tr xung :
Rnđ = .R
 R : đi n tr n i đ t thu n

: h s xung
H s xung
g c a c c ti p đ t 2 – 3m, v i s

 H n ch các y u t nh h ng : lo i đ t, mùa, đ m… :
• Chôn sâu h th ng n i đ t
• Chôn v i kho ng cách đ n m t đ t t 0,5-0,8m
0 5-0 8m

NG SÉT VÀO

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

PHÂN VÙNG B O V

 Các thông s c n quan tâm là d ng sóng và biên đ
xung sét lan truy n.
 D ng xung sét ph thu c cách th c sét c m ng lên
đ ng dây t i đi n.

Thi t b đ ng th h th ng đ t

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

PHÂN VÙNG B O V

Vùng 1

Vùng 2

Vùng 3

C pA

C pB

C pC

Vùng xa ngu n Vùng g n ngu n Vùng bên trong

Thành ph

Vùng 4

C pD
Vùng nông thôn

Vùng 5

C pE
Vùng cao

 Xung sét c m ng: 8/20 s
 Xung sét lan truy n: 10/350 s

 Biên đ xung sét ph thu c :





M
V
V
C

t đ sét
trí, m c đ l thiên c a công trình
trí t ng quan v i các công trình lân c n
u trúc đ ng dây t i đi n (trên không hay đi ng m).

6kV,200A,100kHz 6kV,500A,100kHz

20kV,1,2/50µs

20kA,10/350µs

20kA, 8/20µs

70kA, 8/20µs

60kA 10/350µs
6kV, 1,2/50Bi-ware
+3kA, 8/50Bi-ware

Phân vùng theo IEEE 587

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

11


10/15/2014

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

PHÂN VÙNG B O V

Xung sét c c đ i theo vùng b o v và m t đ sét
Ng
(l n/km2/n m)

C pA

C pB

C pC

C pD

C pE

>2

10kA

20kA

40kA

70kA

100kA

0,5  2

5kA

20kA

20kA

40kA

65kA

<0,5

3kA

5kA

15kA

40kA

65kA

CÔNG NGH

 Khe phóng đi n (Spark Gap)
 Ngày nay, các khe phóng đi n
m i đ t yêu c u v n ng l ng
t n sét, đi n áp d nh ng còn 2
nh c đi m:
• i n áp kích ho t cao
(2 5  3,5kV)
(2,5
3 5kV) và
à gii m không
khô
đáng k khi thay đ i kho ng
cách 2 đi n c c.

• Dòng t duy trì cao, tu i th
th p (10  30 l n/n m)

PGS..TS

PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 Khe phóng đi n t kích TSG (Triggered Spark Gap)
 Cung c p đi n áp d th p.
 i n áp phóng đi n th p, dòng t duy trì th p.
 i n áp kích ho t th p (500V)  TSG làm vi c đ
xung đ t bi n.

PGS..TS

PGS
TS..Quy n Huy Ánh

c v i nhi u

CÔNG NGH

 TSG
 C u t o:
• S ng phóng đi n đ m b o kh n ng t n dòng sét c ng đ cao.
• B ph n phân dòng
Các phi n s p l n t o thành các khe.
H q
quang
g vào các khe s b p
phân nh và b d p t t.

• H th ng kích: kích ho t
phóng đi n chính b ng
phóng đi n m i khi U ngang
qua m ch kích > 500V

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N

TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 Khe phóng đi n t kích (TSG)

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 Khe phóng đi n t kích (TSG)

 Nguyên lý:
Xung sét đi vào TGS

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

 Nguyên lý:

M ch kích c m nh n xung
quá áp và cung c p đi n
áp m i ngang qua c c
kí h m t trong
kích
t
hai
h i
s ng phóng đi n

Phóng đi n m i phát
tri n thành phóng
đi n chính t gi a
hai s ng phóng đi n

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

Xung quá áp b
k p b i phóng
đi n h quang

Phóng đi n
chính gi a hai
s ng phóng
đi n h p thu
n ng l ng
phá h y t

xung quá áp

H quang do phóng
đi n đi vào các khe
c a b ph n phân
dòng và nhanh
chóng b d p t t

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

12


10/15/2014

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

feee.hcmute.edu.vn/feee/

 Tu i th cao, đ t 100.000
l n ho t đ ng.
g


D ng sóng đi n áp d
ng v i xung xét
20kA 8/20s

• dòng rò nh , kh n ng t n
sét t t
• Th i gian đáp ng nhanh (<25ns)
• Giá tr đi n dung n i t i nh .
 Khuy t:
• Ch đ l p đ t và v n hành nghiêm ng t
• i n áp m ng n đ nh
• H n ch s d ng khi t i là máy hàn…
 Ch b o v m ng có ch t l ng đi u áp cao.

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 SAD (Silicon Avalanche Diode)

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

feee.hcmute.edu.vn/feee/

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N
CÔNG NGH

 TDS (Transient Discriminating Suppessor)





CÔNG NGH

 Ho t đ ng theo nguyên t c t n s

 Ch tác đ ng khi có xung sét do phân bi t t n sô sét (1MHz) v i các
xung quá áp khác (th ng 50Hz).

u:
• Phân bi t sét và các q
quá áp
p
khác.
• Ch u quá áp t m th i cao,
tu i th cao.
• Th i gian đáp ng nhanh,
cung c p b o v hi u qu .
• L p đ t và v n hành đ n
gi n h n MOV

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

 TDS (Transient Discriminating Suppessor)

 Dùng các Avalanche Diode làm ph n
t t n sét.


u:
• Th i gian tác đ ng nhanh (<1ns)
• Tu i th cao.
 Khuy t:
• kh n ng t n dòng sét nh (<3kA).
 Th ng dùng t h p nhi u diode
song song hay n i ti p
 SAD dùng b o v các thi t b đ t sâu
trong nhà, công su t nh .

Ensuring Enhanced Education

CÔNG NGH

 Dùng các phi n oxi kim lo i làm
ph n t t n sét.

u:
• H s phi tuy n cao

 Vr (<1,5kV) c a TSG th p
h n nhi u so v i Vr c a SG
(3kV).

Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

 MOV (Metal Oxide Varistor)

 Khe phóng đi n t kích (TSG)

i n áp ng ng th p
(500V), kh n ng t n dòng
cao
50kA10/350s
và
100kA 8/20s
 S d ng đ b o v ch ng
sét lan truy n trên đ ng
ngu n cho các công trình có
m c l thiên cao

FEEE
Ensuring Enhanced Education

Ho t đ ng theo t n s .
Ch tác đ ng khi có xung sét.
SAD d n trong10ns đ u tiên nh m gi m đi n áp sét.
Dãy MOV tác đ ng 10ns sau nh công t c tác đ ng nhanh.

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

 Thi t b c t sét

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N
CÁC THI T B CH NG SÉT TRÊN
NG C P NGU N

 M c song song v i t i.
 Bình th ng có t ng tr l n, khi có xung sét s ho t đ ng d n sét
xu ng đ t.
 Ch có kh n ng t n sét và gi i h n đi n áp
 Nên m c thêm chi ti t l c sét vào p
phía sau thi t b c t sét nh m
đ a ra đi n áp và t c đ bi n thiên dòng áp thích h p cho thi t b .

S đ nguyên lý c a thi t b TDS

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

13

10/15/2014

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

 Thi t b l c sét

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N
CÁC THI T B CH NG SÉT TRÊN
NG C P NGU N

 M c n i ti p v i t i.

m b o đi n áp ra sau khi c t sét luôn n m trong gi i h n cho
phép (≤230V).
 Hi u ch nh t c đ bi n thiên áp và dòng do quá áp gi i h n
cho phép.
 Cáp vào và ra nên tách riêng nhau 30cm ho c đ t th ng góc.

L c sét trên đ

ng dây

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÁC THI T B CH NG SÉT TRÊN
NG C P NGU N

 Yêu c u k thu t đ i v i thi t b c t sét











L c sét cho cáp đ ng tr c

Dòng xung sét t n đ nh m c l n h n dòng xung sét c c đ i
Kh n ng thoát sét 8/20s 12 xung ≥ 20kA.
Có kh n ng c t nhi u xung sét l p l i biên đ nh (<20kA).
U đ nh m c th a yêu c u:
• 275-277 Vrms/AC gi a dây L – N
• 475-480 Vrms/AC gi a dây L – L.

i n áp thông qua th p và th i gian đáp ng nhanh (ns).
Kh n ng ch u quá áp cao (480 Vrms), ho t đ ng liên t c và tin c y.
B o v đa ch đ (L-N và N-E), tích h p công t c báo đ ng.
Có đèn báo ph n tr m kh n ng sét còn l i.
Có kh n ng phân bi t quá áp do sét hay các nguyên do khác.

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N
CÁC THI T B CH NG SÉT TRÊN
NG C P NGU N

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/



 Yêu c u k thu t đ i v i thi t b l c sét

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N
CÁC THI T B CH NG SÉT TRÊN
NG C P NGU N

i u ki n l a ch n thi t b c t sét
 Dòng xung sét c c đ i (8/20s):
Isđmc > Ismax

 Các yêu c u gi ng nh yêu c u đ i v i thi t b c t sét. Ngoài ra
còn các yêu c u sau:
 Dòng đ nh m c thi t b > dòng t i
max.
 Cu
C n l c có
ó lõi không
khô
khí t đi n
khí,
và đi n c m v i t n s c t t
300Hz  3400Hz.
 Thi t b l c sét có d ng tích h p










B l c sét

• Isđmc : biên đ xung sét ch u đ ng c c đ i
• Ismax : biên đ xung sét ghi nh n c c đ i
i n áp làm vi c c c đ i
Uđmc > Ulvmax
S pha c n b o v : 1 hay 3 pha.
C u hình b o v : L-N, L-E, N-E
Kh n ng c t nhi u xung
Kh n ng hi n th tình tr ng làm vi c
Công t c báo đ ng
Công ngh ch t o (MOS hay TDS)

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/



PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N
CÁC THI T B CH NG SÉT TRÊN
NG C P NGU N

i u ki n l a ch n thi t b l c sét
 Gi ng nh đi u ki n l a ch n thi t b c t sét.
 Ngoài ra thêm 1 đi u ki n:
• Dòng đi n làm vi c c c đ i :
Iđml > Ilvmax

• Iđml : dòng v n hành đ nh m c c a thi t b
• Ilvmax : dòng t i đ nh m c c a thi t b

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/



CÔNG NGH

ng phóng khí (GDT)
 C i ti n tinh vi c a khe h phóng đi n
 V th y tinh/s bên ngoài và khí tr
bên trong
 Ch a ch t phát x đ n đ nh đi n áp
phóng đi n.
 Kích th c nh , khe h l n nên khi
không ho t hóa có R cách đi n l n.

ng phóng khí 2 c c

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

14


10/15/2014

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N

TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/



CÔNG NGH

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/



ng phóng khí (GDT)

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U
CÔNG NGH

ng phóng khí
 Th i gian đáp ng t ng n u t c đ bi n thiên xung sét ch m.

u:
• Kh n ng ch u dòng cao.
• i n dung th p, tr ng thái t ng tr ng t cao.
 Khuy t:

• Th i gian đáp ng ch m, tu i th có gi i h n.
• U thông qua cao, h h ng tr ng thái h m ch.

 Thông s
k thu t: U
phóng đi n (1 chi u và
xung), U d max, U h
quang, I xung max.
 U 1 chi u (75  300V) đáp
ng yêu
ê c u b o v h
th ng vi n thông.
 i n áp xung mà thi t b
s đánh l a có đ bi n
thiên nhanh (100V/s)

ng phóng khí 3 c c

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/



CÔNG NGH

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 MOV (Metal Oxyde Varistor)

ng phóng khí

i n áp phóng đi n (kV)

Th i gian đáp ng c a ng phóng khí

 C u t o t các h t oxy k m
n m trong ma tr n bismuth và

các oxyde kim lo i khác.
 MOV là 1 nhóm diode m c song
song và trong nhóm đó g m các
di d m c n i ti p.
diode
 B dày càng l n  đi n áp
đánh th ng và đi n áp v n hành
càng l n.
 Ti t di n c t ngang càng l n
 ch u dòng càng cao.
M t c t ngang c a MOV

Th i gian đáp

ng (ns)

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 MOV (Metal Oxyde Varistor)
 N ng l ng quá đ chuy n hóa t xung có biên đ đ nh 90V và
gi m theo hàm m .
 Ch đ dòng rò c a MOV t ng t ti p giáp p-n.
 MOV làm vi c v i đi n áp ng c 2 chi u nên t đáp ng r t
nhanh.

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG NGU N

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 MOV (Metal Oxyde Varistor)
 Có th h h ng khi đi n áp đánh th ng gi m d i m c ±10%.
MOV đang ch u dòng xung thì gi m đi 1 l ng h t n i ti p giáp
làm cho nó nóng quá m c và chuy n sang tr ng thái d n đi n
cao.

u trong b o v thi t b :

• Kh n ng ch u dòng cao
• Th i gian đáp ng nhanh.
• Dãy đi n áp và dòng đi n
ho t đ ng r ng

 Khuy t:
• i n áp đánh th ng gi m t t
• Dung kháng cao.
D ng sóng đi n áp k p c a MOV

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

15


10/15/2014

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 Diode Zener (Zener TVS – Transient Voltage Suppression)

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

 Diode Zener (Zener TVS)
 U v n hành t 5  250V. U d n
ng c xác đ nh U xung đ nh
xoay chi u hay 1 chi u mà diode
có th ch u đ c.
 U đánh th ng ng c là m c
phân
hâ c c mà
à t i đó thi t b d n
ch đ hi u ng thác.
 Dòng xung đ nh là gi i h n trên
cao nh t mà
đó thi t b hy

v ng s có tu i th cao nh t.

 C u t o t ti p giáp silicon
p-n, có th v n hành
U
ng c và ch u dòng đi n cao
h n.
 Các thông s k thu t:
• Dòng xung đ nh
• i n áp k p đ nh,
• i n áp v n hành c c đ i
• i n áp đánh th ng
ng c l n nh t
• N ng l ng xung đ nh và
dòng rò.

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÔNG NGH
c tính n ng l

FEEE

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/

ng xung đ nh c a h Zener TVS

D ng sóng đi n áp k p c a
Zener TVS

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN

NG TÍN HI U

 Diode Zener (Zener TVS)

 Diode Zener (Zener TVS)
 D ng sóng U k p c a Zener
TVS 27V có kh n ng t n n ng
l ng 1,5J.
 N ng l ng xung đ nh (500W,
6000W, 1500W) là n ng l ng
tiê tán
tiêu
tá t c th i
đi u ki n
xung quanh đánh giá.
 Khi đ r ng xung gi m thì n ng
l ng đ nh t ng theo hàm
logarit.

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

CÔNG NGH

 Diode Zener (Zener TVS)
 Dòng rò t ng đ i cao v i c p h áp công nghi p (500A 
1000 A) và gi m còn ≤ 5 A v i c p U cao h n 10V.

u:

• Kh n ng ch u xung l p l i cao
• H s k p th p
• Th i gian tác đ ng hàng ns
• Không già hóa, dãy đi n áp r ng.
 Khuy t :
• Dòng xung không l p l i th p
• Dung kháng cao v i U th p.

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U
CÔNG NGH

 Công ngh h n h p
 S d ng công ngh
h n h p ng phóng
khí, MOV, SAD đ t n
d ng nh ng u đi m
và h n ch c a các
công ngh .

S đ c u t o thi t b ch ng sét lan truy n trên
đ ng tín hi u

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

16


10/15/2014

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÁC YÊU C U
I V I THI T B CH NG SÉT
TRÊN
NG TÍN HI U

 Yêu c u đ i v i thi t b ch ng sét trên đ
 Ch u đ

ng tín hi u

c dòng xung sét (8/20s) có biên đ ≥ 5kA.

 T c đ đáp ng ≤ 5ns đ i v i xung có đ d c 2kV/ns.
 T s sóng đ ng cho toàn b d i t n s

≤ 1,5: 1.

 Suy hao xen vào c a thi t b b o v < 0,5dB.
 D i to r ng, thích nghi v i đi m l p đ t.

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

CÁC THI T B CH NG SÉT TRÊN
NG TÍN HI U

 Thi t b ch ng sét:








Trên đ
Trên đ
Trên đ
Trên đ
Trên đ
Trên đ

ng dây tho i.
ng truy n E1.
ng tín hi u Video.
lan truy n cho
ng truy n d li u. Ch ng sétCamera
Ch ng sét cho đ ng
ng truy n d li u t c đ cao.
cao
truy n đi n tho ii, ADSL
ng đ ng tr c v i các d i t n MF, HF, VHF, UHF.

 C < 3pF; tr kháng và lo i đ u n i thích h p.
 Ch u đ

c 400 l n sóng (10/1000 s) biên đ 500A.

Ch ng sét lan truy n trên
đ ng cáp đ ng tr c

Thi t b ch ng sét thông tin d li u

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

 Thi t b ch ng sét:






PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

CÁC THI T B CH NG SÉT TRÊN
NG TÍN HI U

C m bi n t i tr ng.
B o v m ng n i b LAN.
B o v m ng di n r ng WAN.
Ch ng sét lan truy n cho
B o v máy tính, thi t b ngo i vi.
m ng LAN
Trên đ ng tín hi u công nghi p theo chu n RS232,
RS232 RS422,
RS422
RS485.

Thi t b b o v d li u và
máy tính

Thi t b ch ng sét b o v
Load Cel

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

K THU T CH NG SÉT LAN TRUY N
TRÊN
NG TÍN HI U

feee.hcmute.edu.vn/feee/

I U KI N CH N THI T B

 Dòng xung sét c c đ i (8/20s) :
 i n áp làm vi c c c đ i :
 T c đ truy n tín hi u :
 U k p ph thu c đ ng truy n :





LAN
RS232
RS422 / RS485
Dial Up

Isđmc > Ismax
Uđmc > Ulvmax
fmax > fđm

: < 10V
: < 15V
:<
9V
: < 315V…

 T c đ đáp ng : < 5ns.
 Suy hao xen vào : < 0,5dB.

u n i phù h p : RJ11, DB9, Krone, Twinax, Coax

BNC…
PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

FEEE
Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn/feee/

PGS..TS
PGS
TS..Quy n Huy Ánh

17